CN104817605A - 2-(1’,2’,3’-三氮唑-4’-氧苄基)-1,3,4,6-o-乙酰基-d-葡萄糖及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

具有抗直肠癌活性的2-（1’,2’,3’-三氮唑-4’-氧苄基）-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖，其核心结构是1,2,4-三唑衍生物在1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖的2-位取代。上述化合物对直肠癌细胞有良好的抑制活性。可用做抗直肠癌的药物。上述化合物的合成方法包括：以2-氨基-D-葡萄糖盐酸盐和叠氮化试剂为原料在碱性条件下生成2-叠氮-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖中间体；3-溴丙炔与苯甲醇在氢化钠的作用下生成苯基炔丙基醚；2-叠氮-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖中间体与苯基炔丙基醚在溶剂中在一价铜催化下发生点击反应生成2-（1’,2’,3’-三氮唑-4’-氧苄基）-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖。

Description

2-(1’,2’,3’-三氮唑-4’-氧苄基)-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖及其制备方法和应用
技术领域
    本发明涉及具有抗肿瘤活性的化合物2-（1’,2’,3’-三氮唑-4’-氧苄基）-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖及其制备方法和应用。
本发明提供具有良好抗直肠癌活性的化合物2-（1’,2’,3’-三氮唑-4’-氧苄基）-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖I。
背景技术
直肠癌是指从齿状线至直肠乙状结肠交界处之间的癌，是消化道最常见的恶性肿瘤之一。直肠癌位置低，容易被直肠指诊及乙状结肠镜诊断。目前，直肠癌的治疗需要以外科手术为主，辅以化疗、放疗的综合治疗。对于手术治疗，因其位置深入盆腔，解剖关系复杂，手术不易彻底，术后复发率高。中下段直肠癌与肛管括约肌接近，手术时很难保留肛门及其功能是手术的一个难题，也是手术方法上争论最多的一种疾病。化疗、放疗在杀死癌细胞的同时也会将正常细胞杀死，还能导致胃肠功能紊乱、骨髓抑制等副作用，大大降低了患者的生存质量。因此，寻找一种代替或部分代替手术、化疗、放疗方法的药物，具有十分重要的意义。
本发明涉及的化合物2-（1’,2’,3’-三氮唑-4’-氧苄基）-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖经过检测具有良好的抗肿瘤活性，是未见文献报道的新化合物。本发明所用的原料为2-氨基葡萄糖是可以来自壳聚糖降解的产物。壳聚糖在动物体内的降解成为2-氨基葡萄糖。壳聚糖也有文献报道具有抗肿瘤的生物活性。在其单体2-位氨基衍生化后，新化合物的生物活性研究，为其相应的聚合物的研究提供相应的理论支持。因此在2-氨基葡萄糖的2-位引入1, 2, 3-三唑类的衍生物。此外本发明中采用新型叠氮化4。化合物4制备具有原料便宜、可以大量制备。能够在常温下存放以及具有良好的水溶性等优点。克服常用叠氮试剂如TfN3同时具有良好的水溶性。
发明内容
    本发明所要解决的技术问题是提供一种具有良好抗直肠癌活性的化合物2-（1’,2’,3’-三氮唑-4’-氧苄基）-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖及其制备方法。
 本发明提供的技术方案是：
2-（1’,2’,3’-三氮唑-4’-氧苄基）-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖，其结构式如下：
本发明还提供了上述化合物I的合成方法，包括以下步骤：
步骤一：以2-氨基-D-葡萄糖盐酸盐和叠氮化试剂为原料在碱性条件下反应生成2-叠氮-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖中间体；
步骤二：3-溴丙炔与苯甲醇（或3-炔丙醇、溴苄/氯苄）在无机碱的作用下反应生成苯基炔丙基醚。
步骤三：2-叠氮-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖中间体与苯基炔丙基醚在溶剂中在一价铜（抗坏血酸钠与二价铜盐如：硫酸铜、乙酸铜、三氟甲烷磺酸铜等原位生成即可）催化下发生点击反应反应生成2-（1’,2’,3’-三氮唑-4’-氧苄基）-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖。
上述步骤一中的叠氮化试剂是三氟甲磺酰基叠氮、咪唑-1-磺酰基叠氮盐酸盐的试剂之一；溶剂是乙腈、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜之一。
上述步骤二中的反应是在溶剂四氢呋喃或N,N-二甲基甲酰胺中进行并在室温或加热回流条件下完成；无机碱是氢化钠、碳酸钾、碳酸钠或碳酸铯。
上述步骤一的反应完成后，经过洗涤、干燥、过滤、重结晶和柱层析得到2-叠氮-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖中间体。
上述步骤二的反应温度为室温, 反应时间是2- 10 小时。
上述步骤二反应完成后，经过淬灭、萃取、洗涤、干燥、过滤和浓缩柱层析得到中间体苯基炔丙基醚。
上述步骤三的点击反应是在60 - 100 ℃回流3 – 4小时后，或者微波条件下在60 - 100 ℃反应0.5 -1 小时；反应完成后冷却倾入水中，经过萃取、干燥、浓缩和柱层析后得到产品2-（1’,2’,3’-三氮唑-4’-氧苄基）-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖。
本发明采用便宜的2-氨基-D-葡萄糖盐酸盐为原料经过三步反应制备2-（1’,2’,3’-三氮唑-4’-氧苄基）-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖。
本发明所述化合物I具有抗直肠癌的活性，可以作为活性药物在制备抗直肠癌的药物中的应用。
本发明化合物 I的制备路线：
 具体实施方式
以下实例进一步说明本发明，并不意味着对本发明的限制：
实施例一：2-叠氮-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖中间体合成，甲醇做溶剂，叠氮试剂为咪唑-1-磺酰基叠氮。
称取化合物1 （4.313 g, 20 mmol）溶于加有K2CO3 （7.452 g, 54 mmol）和CuSO4.5H2O（50 mg, 0.2 mmol）的甲醇（84 mL）溶液中，充入氮气进行保护，然后在冰水浴条件下持续搅拌30分钟。在不断搅拌的情况下加入化合物2 (5.030 g, 24 mmol），持续反应半小时后撤掉冰水浴，使体系在常温下反应120分钟。
TLC检测反应。减压蒸去溶剂。残余物用50 mL甲苯共沸除水。上述残余物中加入吡啶（100 mL, 20 mmol）后，缓慢滴加Ac2O (15 mL, 160 mmol)，搅拌过夜。减压蒸馏出溶剂，向残余物中加入50 mL水。用乙酸乙酯萃取。有机相加入5% （重量百分比）HCl 20 mL洗涤。合并萃取后的有机层，然后有机层使用无水硫酸镁干燥，抽滤后收集滤液，减压蒸馏除去溶剂。残余物经过硅胶（200 - 300 目）柱层析提纯，淋洗剂（PE : EA = 4 : 1），通过TLC监测，将得到的产物在减压蒸馏的条件下除去淋洗剂。最后得到产物3（4.84 g，收率为64.84%）。
实施例二：2-叠氮-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖中间体合成，甲醇做溶剂，叠氮试剂为三氟甲磺酰基叠氮。
称取化合物1 （4.313 g, 20 mmol）溶于加有K2CO3 （7.452 g, 54 mmol）和CuSO4.5H2O（50 mg, 0.2 mmol）的甲醇（84 mL）溶液中，充入氮气进行保护，然后在冰水浴条件下持续搅拌30分钟。在不断搅拌的情况下加入化合物2 (4.20 g, 24 mmol），持续反应半小时后撤掉冰水浴，使体系在常温下反应2小时。
TLC检测反应。减压蒸去溶剂。残余物用50 mL甲苯共沸除水。上述残余物中加入吡啶（100 mL, 20 mmol）后，缓慢滴加Ac2O (15 mL, 160 mmol)，搅拌过夜。减压蒸馏出溶剂，向残余物中加入50 mL水。用乙酸乙酯萃取。有机相加入5% （重量百分比）HCl 20 mL洗涤。合并萃取后的有机层，然后有机层使用无水硫酸镁干燥，抽滤后收集滤液，减压蒸馏除去溶剂。残余物经过硅胶（200 - 300 目）柱层析提纯，淋洗剂（PE : EA = 4 : 1），通过TLC监测，将得到的产物在减压蒸馏的条件下除去淋洗剂。最后得到产物3（5.0 g，收率为67%）。
实施例三：苯基炔丙基醚的合成，DMF做溶剂。
称取苄醇(300 mg, 2.774 mmol)，溶解在干燥的DMF（2 mL）中。然后使用氮气保护，冰水外浴，搅拌30分钟。称取NaH（133 mg, 3.329 mmol）,加入到溶液中，反应30分钟。然后加入3-溴丙炔（413 mg, 3.472mmol）。继续反应3小时后加1mL水在冰浴条件下进行淬灭。用100mL二氯甲烷进行萃取，萃取三次。使用TLC检测，展开剂（PE : EA=10 : 1）确认反应完全。使用硅胶柱进行提纯，淋洗液（PE ：EA=10 : 1）。产物进行减压蒸馏除去溶剂，最后得到产物6 (326 mg, 收率为64.3%)。
实施例四：苯基炔丙基醚的合成，乙腈做溶剂。
称取苄醇(300 mg, 2.774 mmol)，溶解在干燥的乙腈（5 mL）中。然后使用氮气保护，冰水外浴，搅拌30分钟。称取碳酸钾（460 mg, 6.9 mmol）,加入到溶液中，反应30分钟。然后加入3-溴丙炔（413 mg, 3.472mmol）。继续反应3小时后加1mL水在冰浴条件下进行淬灭。用100mL二氯甲烷进行萃取，萃取三次。使用TLC检测，展开剂（PE : EA=10 : 1）确认反应完全。使用硅胶柱进行提纯，淋洗液（PE ：EA=10 : 1）。产物进行减压蒸馏除去溶剂，最后得到产物6 (321 mg, 收率为63%)。
实施例五：叔丁醇与水做溶剂，合成2-（1’,2’,3’-三氮唑-4’-氧苄基）-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖。
 称取化合物3 (232 mg, 0.622 mmol)，加入梨形瓶中,溶于2 mL叔丁醇与水（体积比1:1）的混合溶剂，加入化合物苯基炔丙基醚 (100 mg, 0.684 mmol)、CuSO4.5H2O （8 mg, 0.03 mml）和抗坏血酸钠 (12.5 mg, 0.0622 mmol)。在100 ℃下反应4 小时。减压蒸去溶剂。将残留物溶解于20 mL水中，用乙酸乙酯（20 mL）萃取三次，然后将萃取后的溶液用无水NaSO4干燥，过滤。滤液减压蒸干。硅胶柱纯化，淋洗液是PE : EA = 2 : 1。将含有产物的那部分混合溶液，通过旋转蒸发仪减压蒸馏，分离出溶剂,干燥后得到产物7（218 mg, 收率为69.4%）。产物为β 和 α构型的混合物。其中β : α = 10 : 3。
IR（cm-1）：1751cm-1（C=O）， 1205cm-1， 1042 cm-1 （C-O-C）
1H NMR (400 MHz, CDCl3) β 构型： δ7.70 (s, 1H，), 7.30 – 7.20 (m, 5H， Ph-H), 6.25 (d, J = 8.8 Hz, 1H, anomeric H), 5.82 (t, J = 10 Hz, 9.6 Hz, 1H, CH),5.18 (t, J = 10Hz, 9.6Hz,1H, CH), 4.68 (t, J = 9.6Hz, 9.6Hz,1H, CH),4.60 (s, 2H, Ph-CH2), 4.48 (s , 2H, triazole-CH2), 4.35 - 4.30 (m, 1H, CH), 4.08 (m, 2H, CH2-OAc),
2.03 - 1.78 (m, 12H, O-COCH3);
α构型: δ7.70 (s, 1H，), 7.30 – 7.20 (m, 5H， Ph-H), 6.34 (d, J = 2.8 Hz, 1H, anomeric H), 5.95 (t, J = 10.4 Hz, 10.4 Hz, 1H, CH),5.24 (t, J = 10Hz, 9.6Hz,1H, CH), 4.68 (t, J = 9.6Hz, 9.6Hz,1H, CH),4.60 (s, 2H, Ph-CH2), 4.48 (s , 2H, triazole -CH2), 4.22 (d, J = 9.6 Hz,1 H),4.08 (m, 2H, CH2-OAc), 2.03 - 1.78 (m, 12H,
 O-COCH3).
HRMS: M+ H+: C24H30N3O10，理论值：520.1931， 实测值：520.1944。
从下面实验可以看出化合物I所示的化合物具有良好的直肠癌生物活性。
实例六
实验方法
（1）细胞培养
结直肠癌细胞株 HCT116 由本实验室长期保存于液氮中，使用前培养于含10%胎牛血清的培养基RPMI培养基1640(GIBCO)中，置于37oC、饱和湿度及5% CO2 培养箱常规培养，每2~4 天传代，取对数生长期的细胞进行实验。
（2）MTS 细胞毒性实验
取对数生长期的细胞结直肠癌细胞 HCT116 制备细胞悬液，接种在96 孔细胞培养板中，在含有10%FBS 的培养基中培养过夜，第二天加入不同浓度的化合物，在5% CO2 培养箱培养；72h 终止培养，加入MTS (Promega)，37 oC孵育1-4 小时，在酶标仪(Thermo Scientific Varioskan Flash）上于490nm 读取吸光值。计算细胞毒性IC50。分别重复三次以上。取平均值。
化合物I的IC50 = 16.68 uM。
实验表明：本发明中的I具有良好的抗直肠癌的活性，也可以用做肿瘤的抑制剂。
实例七
裸鼠皮下接种成瘤实验动物模型建立及检测
取6-8周龄BALB/c品系雄性裸鼠40只，制备数目为1×107/ml 的CRC细胞悬液，皮下注射裸鼠，100ul/只。1-2周内观察成瘤情况，肿瘤可触及后，根据瘤体大小平均分为药物处理组和对照组。药物处理组根据前期实验结果设置低、中、高剂量组，每3日皮下注射约0.1-0.3ml/10g化合物，对照组皮下注射等量生理盐水，连续2周给药。每3天用游标卡尺测量一次肿瘤的最大径（L, mm）和最小径（w, mm），计算肿瘤体积Volume (mm3) = L×W2×0.4，绘制肿瘤体积生长曲线，成瘤实验结束（约4-6周）后处死小鼠（3%戊巴比妥钠过量麻醉致死），收集肿瘤标本，分别保存在液氮和10%福尔马林中固定，供提取蛋白和RNA及免疫组化所用。收集肿瘤的重量对比的结果：使用化合物I后，肿瘤的重量只有空白的60% - 70%。

Claims (9)

1.2-（1’,2’,3’-三氮唑-4’-氧苄基）-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖，其结构式如下：
。
2.权利要求1所述化合物I的合成方法，其特征是包括以下步骤：
步骤一：以2-氨基-D-葡萄糖盐酸盐和叠氮化试剂为原料在碱性条件下反应生成2-叠氮-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖中间体；
步骤二：3-溴丙炔与苯甲醇在无机碱的作用下反应生成苯基炔丙基醚；
步骤三：2-叠氮-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖中间体与苯基炔丙基醚在溶剂中在一价铜催化下发生点击反应反应生成2-（1’,2’,3’-三氮唑-4’-氧苄基）-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖。
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征是：步骤一中的叠氮化试剂是三氟甲磺酰基叠氮、咪唑-1-磺酰基叠氮盐酸盐的试剂之一；溶剂是乙腈、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜之一。
4.根据权利要求2所述的合成方法，其特征是：步骤二中的反应是在溶剂四氢呋喃或N,N-二甲基甲酰胺中进行并在室温或加热回流条件下完成；无机碱是氢化钠、碳酸钾、碳酸钠或碳酸铯。
5.根据权利要求2所述的合成方法，其特征是：步骤一的反应完成后，经过洗涤、干燥、过滤、重结晶和柱层析得到2-叠氮-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖中间体。
6.根据权利要求3所述的合成方法，其特征是：步骤二的反应温度为室温, 反应时间是2- 10 小时。
7.根据权利要求2所述的合成方法，其特征是：步骤二反应完成后，经过淬灭、萃取、洗涤、干燥、过滤和浓缩柱层析得到中间体苯基炔丙基醚。
8.根据权利要求2所述的合成方法，其特征是：步骤三的点击反应是在60 - 100 ℃回流3 – 4小时后，或者微波条件下在60 - 100 ℃反应0.5 -1 小时；反应完成后冷却倾入水中，经过萃取、干燥、浓缩和柱层析后得到产品2-（1’,2’,3’-三氮唑-4’-氧苄基）-1,3,4,6-O-乙酰基-D-葡萄糖。
9.权利要求1所述化合物在制备抗直肠癌的药物中的应用。
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